Kako oceniti LCOH za industrijski projekt zelene vodikove energije

Kako oceniti LCOH za industrijski projekt zelene vodikove energije

Za industrijskega razvijalca je LCOH vodik uporabnejši kot cena opreme na naslovni strani. Pretvori denarne potrebe projekta skozi celotno življenjsko dobo in pričakovano proizvodnjo vodika v eno primerljivo številko: strošek na kilogram vodika. Izračun ni težak, vendar je preprosto narediti zavajajočega z uporabo učinkovitosti celice, optimističnega obratovalnega urnika ali kapitalskega števila, ki izpušča delo na ostalem delu naprave.

Ta praktični okvir je namenjen B2B ekipam, ki primerjajo koncepte zelenega vodika pred dokončno inženirsko dokumentacijo. Loči spremenljivke, ki oblikujejo stroška proizvodnje vodika , prikazuje pregleden zaporedje izračuna in občutljivostno testiranje vključi v odločitveni proces namesto da bi ga pustili za konec.

Začnite z LCOH-vodikovo formulo na ravni projekta

Najpreprostejša oblika življenjske LCOH vodik je enaka sedanji vrednosti vseh stroškov projekta, deljena z sedanjo vrednostjo vseh dobavljenih kilogramov vodika:

LCOH = PV(CAPEX + električna energija + voda + stalni O&M + spremenljivi O&M + zamenjave + stroški, povezani s financiranjem) / PV(dostavljene vodikove količine)

Za zgodnje predhodno izbiro mnoge ekipe uporabljajo letno različico:

Letni LCOH = (letni CAPEX + letni obratovalni stroški) / letna proizvodnja vodika

Letni pristop ni nadomestek za celovit model diskontiranih denarnih tokov. Je pa discipliniran način za primerjavo načrtovnih primerov, če vsak primer uporablja enako življenjsko dobo projekta, diskontno stopnjo, davke, mejo dostave in dogovor o izkoriščenju. Preden primerjate ponudbo za zeleni vodik z drugo študijo, preverite, ali stiskanje, shranjevanje, povezava z omrežjem, omejevanje proizvodnje, zamenjava celic in tlak pri dostavi spadajo v navedeno mejo ali izven nje.

Najprej izdelajte letno proizvodnjo vodika, nato dodelite stroške

Letna proizvodnja je imenovalec, ki lahko povzroči, da se sicer verodostojen LCOH vodik model neuspe. Uporabna prva enačba je:

Letno H2 (kg) = zmogljivost elektrolizerja (kW) × obratovalne ure × razpoložljivost / specifična poraba električne energije (kWh/kg)

Na primer: sistem z zmogljivostjo 1 MW, ki obratuje 7.000 ekvivalentnih ur pri polni obremenitvi, z razpoložljivostjo 95 % in modelirano porabo sistema 55 kWh/kg, proizvede približno 121.000 kg na leto. To je zgolj orientacijski izračun za načrtovanje, ne pa tudi jamstvo za dejansko zmogljivost. V materialih U.S. DOE za PEM-scenarije se uporabljajo predstavni podatki okoli 55,2 kWh/kg H2, medtem ko drugi scenarski pregledniki navajajo vrednosti približno 57 kWh/kg. Vaš model naj uporabi jamčeno porabo znotraj meja sistema: če meje produkta zahtevajo vključitev pomožnih obremenitev, jih vključite.

Ne zamenjujte faktorja obnovljive energije z razpoložljivostjo elektrolizerja. Sončni ali veterne virov energije lahko zagotovita manj uporabnih ur, kot jih elektrolizer teoretično lahko obratuje. Če ti vrzeli izpolnjuje oskrba iz omrežja, shranjevanje ali hibridni obnovljivi viri, naj bo cena električne energije in pogoji za računovodstvo emisij ogljikovega dioksida v modelu izrecno določena.

Izračunajte električni delež stroškov proizvodnje vodika

Pri večini konceptov zelenega vodika je elektrika največji in najobčutljivejši vhod za stroška proizvodnje vodika . Neposredni energetski člen je preprost:

Strošek elektrike na kilogram = poraba elektrike sistema (kWh/kg) × cena dobavljene elektrike ($/kWh)

Pri 55 kWh/kg in $0,04/kWh prispeva sama elektrika $2,20/kg pred upoštevanjem vode, kapitalskega povračila, obratovalnih in vzdrževalnih stroškov, stiskanja ali shranjevanja. Pri isti učinkovitosti in $0,07/kWh se zviša na $3,85/kg. Ta razlika je razlog, da ena sama predpostavka o tarifi ne sme biti predstavljena kot univerzalna zeleni vodik .

Modelirajte ceno dobavljene elektrike namesto le cene elektrike iz PPA pogodb o proizvodnji. Glede na konfiguracijo lahko vključuje stroške prenosa in distribucije, uravnavanje obnovljivih virov, učinke omejitve proizvodnje, zahteve glede obremenitve, potrdila ali izgube pri shranjevanju energije. Uporabno vprašanje pri nabavi je: kateri od teh stroškov so fiksni in kateri se spreminjajo skupaj z izhodom vodika?

Letno amortizirajte nameščeno kapitalno opremo in vključite meje sistema

Uporabite skupne namestilne kapitalske stroške (CAPEX), ne le paket elektrolizerja. Tipični stroškovni razdelki vključujejo sistem elektrolizerja, pretvorbo električne energije, obrabo vode, hlajenje, krmilne sisteme, grajska dela, namestitev, inženiring, povezavo z omrežjem ali obnovljivimi viri energije, stiskanje ter ustrezno opremo za ravnanje z vodikom na točki dobave.

Pogosto uporabljena metoda letne porazdelitve uporablja faktor povračila kapitala (CRF):

CRF = r(1+r) ⁿ / ((1+r) ⁿ − 1)

kjer palica je diskontna stopnja in n je življenjska doba projekta v letih. Nato velja:

Letni CAPEX = skupni namestilni CAPEX × CRF

Delite letni CAPEX z letnim izdačkom vodika, da dobite njegov prispevek v dolarjih na kilogram k LCOH vodik . Zamenjave sklopov ohranite ločeno, če jih projekt pričakuje v svoji ekonomski življenjski dobi. Vključitev prihodnje zamenjave v začetni CAPEX lahko zamoti časovno porazdelitev in financiranje.

Model stroškov obratovanja, ki jih pogosto podcenjujemo

Voda je običajno manjši dejavnik kot elektrika v modelu zeleni vodik vendar lahko obravnava odpadne vode, hlajenje in omejitve na lokaciji še naprej vplivajo na odločitev o projektu. Fiksni stroški obratovanja in vzdrževanja (O&M) naj vključujejo načrtovano vzdrževanje, osebje (kjer je ustrezno), pregleda, spremljanje, zavarovanje in storitvene pogodbe. Spremenljivi stroški O&M lahko sledijo obratovalnim uram, pretoku, porabnim materialom ali stanju celic.

Vključite degradacijo kot poslovni vhod, ne le kot tehnično opombo. Naraščanje kWh/kg s časom zmanjšuje izhodno količino za določen proračun električne energije, medtem ko izpad ali zamenjava opreme zmanjša imenovalec. Vodniki za kalkulator LCOH Evropskega čistega vodikovega observatorija obravnavajo porabo električne energije kot povprečno vrednost kWh/kg skozi gospodarsko življenjsko dobo, kar nam pomaga spomniti, da je treba preverjati predpostavke glede celotne življenjske dobe, ne le nazivne moči.

Izvedite osnovni primer in analizo občutljivosti

Zanesljiv LCOH vodik ocena naj prikaže osnovni primer ter majhno množico preglednih občutljivosti. Za vsak primer spremenite eno predpostavko ali jasno opredeljen paket predpostavk in pojasnite operativni razlog za to spremembo.

• Primer cene električne energije: preizkus sklenjene obnovljive, mešane in visoko cenovne električne energije.
• Primer izkoriščenja: preizkus ur z omejenimi viri, hibridnega oskrbovalnega sistema ter skoraj neprekinjenega obratovanja.
• Primer učinkovitosti: preizkus porabe energije na kilogram (kWh/kg) ob začetku življenjske dobe in povprečne porabe v celotni življenjski dobi.
• Primer kapitalskih stroškov (CAPEX): preizkus spremembe namestitvenih stroškov, vključno s stroški ostanka naprave (balance-of-plant) in povezave (interconnection).
• Primer zamenjave: preizkus časovnega načrtovanja, stroškov, izpadov in financiranja.

Ta struktura podpira odločitve v fazi razmišljanja, saj razkrije, katera spremenljivka je vredna dodatnega pogajanja ali inženirskih prizadevanj. Če je cena električne energije ključni dejavnik rezultata, ni nujno, da bi nižja ponudba za opremo bistveno izboljšala LCOH. Če pa je ključni dejavnik izkoriščenost, je treba bolj pozornosti nameniti prekomernemu dimenzioniranju obnovljivih virov, shranjevanju energije, povezavi z omrežjem ali načrtovanju proizvodnje.

Uporabite konfiguracijo opreme kot preverjen vhodni podatek za projekt.

Ko je komercialna meja določena, postane konfiguracija zmogljivosti vhodni podatek modela namesto tržilnega trditve. Za predhodno opredelitev obsega projekta Hyto Energy zagotavlja potrjene strani izdelkov za 100KW-500KW in 1MW-5MW konfiguracije. V modelu uporabite potrjene podatke dobavitelja o električnih lastnostih, obratovalnih parametrih in mejah dobave; ne izpeljujte učinkovitosti projekta iz same oznake zmogljivosti.

Praktična kontrolna lista za pregled LCOH vodika.

• Je točka dobave določena: izhod elektrolizerja, stisnjen vodik, shranjen vodik ali vratca kupca?
• Ali številka porabe energije vključuje iste pomožne sisteme v vsakem primeru?
• Ali so delovne ure temeljile na razpoložljivosti obnovljivih virov, dostopu do omrežja ali obojega?
• Ali vključuje nameščeni CAPEX povezavo z omrežjem, obrabo vode, stiskanje, gradbene delo in vzpostavitev?
• Ali so izguba zmogljivosti celic, čas zamenjave, izpad delovanja in ostankovna vrednost obravnavani enotno?
• Ali vsi primeri občutljivosti uporabljajo isto življenjsko dobo projekta, diskontno stopnjo in meje izhoda?

Zanesljivo LCOH vodik model ni preprosto tisti z najnižjim začetnim odgovorom. To je model, katerega predpostavke je mogoče slediti, podpreti z argumenti in posodobiti, ko se pogodbe za elektriko, podatki o opremi in razmere na lokaciji postanejo bolj jasne. Z ohranitvijo vidnosti električne energije, izkoriščenja, učinkovitosti, kapitala, obratovalnih in vzdrževalnih stroškov ter financiranja lahko industrijska ekipa spremeni široko zeleni vodik razpravo v primerljiv projekt z dejavnimi koraki.